प्रोसेसर आर्किटेक्चर के विकास के रुझान पर, या मैं सर्वर मार्केट में हुआवेई की सफलता में विश्वास क्यों करता हूं

हम दिलचस्प समय में रहते हैं। यह मुझे लगता है कि अगले 2-3 साल यह निर्धारित करेंगे कि अगले दशक के लिए वास्तुकला का विकास कहां जाएगा। अब सर्वर प्रोसेसर बाजार में कई खिलाड़ी हैं जो प्रौद्योगिकी के लिए पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं। और यह बहुत अच्छा है (मुझे यह कहना भी मुश्किल है कि अंतिम शब्द में कौन सा शब्दांश जोर देता है :))
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लेकिन 5-6 साल पहले भी ऐसा लगता था कि समय रुक गया और विकास रुक गया। विभिन्न प्रकार के प्रतिबंध (बिजली की दीवार, स्केलेबिलिटी दीवार, आदि) पर आराम करें। मैंने यहाँ इसके बारे में थोड़ी बात की। मूर के कानून को प्रश्न में कहा गया और विशेष रूप से उत्साही सिद्धांतकारों ने इसमें लघुगणकीय सुधार शुरू करने का सुझाव दिया :) सर्वर प्रोसेसर बाजार में इंटेल का प्रभुत्व तब अपरिवर्तनीय लग रहा था। एएमडी ने गंभीर प्रतिस्पर्धा नहीं दिखाई, एनवीडिया जीपीजीपीयू एक विशुद्ध रूप से आला उत्पाद की तरह दिखती थी, और एआरएम सर्वर बाजार में सेंध लगाने के प्रयास असफल रहे।

मशीन लर्निंग और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस जैसे सेगमेंट के विकास के साथ सब कुछ बदल गया है। GPGPUs सीपीयू की तुलना में कन्वर्जन और मैट्रिक्स गुणा (विशेष रूप से थोड़ी सटीकता के साथ) के संचालन के लिए बहुत बेहतर "अनुकूलित" निकला। इसके अलावा, एनवीडिया मूर के कानून से भी आगे, ट्रांजिस्टर की संख्या में वृद्धि प्रदर्शित करने में सक्षम था। इससे सर्वर आर्किटेक्चर की दुनिया द्विध्रुवी बन गई है। एक छोर पर x86 CPU है, एक विलंबता इंजन जिसे ऑर्डर मशीन से विलंबता को छिपाने के लिए अनुकूलित किया गया है। इसका निर्विवाद लाभ एकल-थ्रेडेड अनुप्रयोगों (एकल-थ्रेड प्रदर्शन) पर इसका उत्कृष्ट प्रदर्शन है। नुकसान विशाल क्षेत्र और ट्रांजिस्टर की संख्या है। GPGPU के दूसरे छोर पर थ्रूपुट इंजन है, बड़ी संख्या में असंगत कंप्यूटिंग तत्व (EU)। यहाँ, विपरीत सत्य है - एक तत्व का आकार छोटा है,जो आपको एक चिप पर बड़ी संख्या में रखने की अनुमति देता है। दूसरी ओर, एकल-थ्रेडेड अनुप्रयोगों का प्रदर्शन वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देता है ...

काश, हाई-पावर सीपीयू और जीपीयू को एक पैकेज में संयोजित करने का प्रयास अब तक सफल नहीं रहा। कम से कम इस कारण से कि ऐसी चिप बहुत अधिक ऊर्जा का उपभोग और प्रसार करेगी। इसलिए, असतत समाधान अब चलन में हैं। मैं वास्तव में दो कारणों से उन पर विश्वास नहीं करता। सबसे पहले, आर्किटेक्चर अधिक जटिल हो जाता है और सीपीयू और जीपीयू को जोड़ने वाली बस और एक विषम स्मृति संरचना के रूप में इसमें अतिरिक्त गैग्स दिखाई देते हैं। दूसरी कठिनाई आंशिक रूप से पहले से संबंधित है, और इस तथ्य में शामिल है कि इस तरह के समाधान कार्यक्रम के लिए बहुत अधिक कठिन हैं। प्रत्येक मौजूदा त्वरक प्रोग्रामिंग मॉडल (NVUDia से CUDA, इंटेल से DPC ++, OpenCL या OpenMP) के अपने फायदे और नुकसान हैं। इसी समय, उनमें से कोई भी न तो सार्वभौमिक है और न ही प्रभावी है।

यह मुझे लगता है कि वास्तुकला के विकास के दृष्टिकोण से, एएमडी द्वारा सही कदम उठाया गया था, जिसने रोम प्रोसेसर को पेश किया था। कोर की कॉम्पैक्टनेस (इंटेल की तुलना में) के कारण, एक मामले में अधिक कोर लगाए जाने में सक्षम थे। हालांकि, यह अकेले पर्याप्त नहीं है - प्रदर्शन में पैमाने पर इस तरह के समाधान के लिए, कर्नेल (अनकोर) और समानांतर रनटाइम की गुणवत्ता के बीच सही संचार का ध्यान रखना आवश्यक है। AMD इंजीनियर दोनों समस्याओं को हल करने और सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक बेंचमार्क में से एक पर बहुत प्रतिस्पर्धात्मक परिणाम प्राप्त करने में कामयाब रहे - स्पेशन सीपीयू। एएमडी का समाधान एनवीडिया और इंटेल द्वारा प्रदान किए गए ध्रुवों के बीच है। लेकिन यह आखिरी के बहुत करीब है। यह अभी भी वही है "बड़ा कोर।" ध्रुवीय दृष्टिकोण के बीच सुनहरा मतलब है, यह मुझे लगता है, अधिक कॉम्पैक्ट कोर की आवश्यकता है।और मौजूदा आर्किटेक्चर के लिए, एआरएम के पास इस जगह पर कब्जा करने का सबसे अच्छा मौका है।

तो एआरएम हुआवेई से बिल्कुल क्यों है? मुझे खुद के लिए यह जवाब मिला: एक चिप पर कोर की संख्या में वृद्धि के साथ, एक कोर के प्रदर्शन का महत्व कम हो जाता है (लेकिन एक निश्चित सीमा तक), और कोर के बीच और स्मृति के साथ संचार का महत्व बढ़ जाता है। और संचार वह क्षेत्र है जहां हुआवेई एक विश्व नेता है। यह uncore डिजाइन है (और न केवल और न ही कोर) जो सिस्टम के प्रदर्शन को निर्धारित करेगा। और यहाँ, मुझे लगता है, हमारे पास अच्छे मौके हैं।

हालांकि, आदर्श आर्किटेक्चर केवल एक वैक्यूम में मौजूद हैं। वास्तव में, सर्वर मार्केट में मौजूद सॉफ़्टवेयर की मात्रा और संरचना के साथ सहसंबंध बनाना हमेशा आवश्यक होता है। और यह वर्षों से X86 के लिए लिखा और अनुकूलित किया गया है। एआरएम वास्तुकला के लिए इसे और अधिक "अनुकूल" बनाने में बहुत समय और प्रयास लगेगा। सॉफ़्टवेयर उपकरण (कंपाइलर, लाइब्रेरी, रनटाइम) के क्षेत्र में और एप्लिकेशन अनुकूलन (एप्लीकेशन इंजीनियरिंग) के क्षेत्र में बहुत बड़ा काम आगे है। लेकिन मेरा मानना ​​है कि जो भी राह चलेगा, उससे सड़क ओवरफ्लो हो जाएगी।